The Effects of Resistance Training Set Volume on Skeletal Muscle Hypertrophy: An Updated Systematic Review and Meta-Analysis

초록

훈련 볼륨(training volume)(주당 근육 군당 수행되는 총 세트 수로 정량화됨)은 저항 훈련 문헌에서 가장 많이 연구되고 논의되는 변인 중 하나이다. 훈련 볼륨과 근비대 간의 양적 용량-반응 관계는 이론적으로 제안되었고 여러 연구에서 실험적으로 지지되었으나, 이 관계의 상한 경계(즉, 추가 세트가 더 이상 이득을 제공하지 않거나 잠재적으로 적응을 저해하는 볼륨)는 아직 명확하게 정의되지 않았다. 본 업데이트된 체계적 문헌 고찰 및 메타분석은 주간 세트 볼륨과 골격근 비대 간의 용량-반응 관계를 규명하기 위해 대조 저항 훈련 연구들의 가용 증거를 종합하였다.

포괄적인 검색을 통해 적격 기준을 충족하는 34개의 대조 연구가 확인되었으며, 1,012명의 참가자를 포괄하였다. 주당 근육 군당 수행된 세트 수와 영상 또는 DXA로 측정된 근비대 결과 간의 관계를 검토하기 위해 무선효과 메타분석 및 메타회귀 분석을 수행하였다.

결과는 훈련 볼륨과 근비대 간의 유의한 양적 용량-반응 관계를 확인하였다. 통합 효과 크기는 저볼륨(<8세트/주)에서 중간 볼륨(8~20세트/주) 조건까지 점진적으로 증가하였다. 주당 근육 군당 약 20세트를 초과하는 추가적인 이점에 대한 증거는 제한적이고 통계적으로 유의하지 않았으며, 매우 높은 볼륨(>20세트/주)에서 잠재적 과훈련(overreaching) 또는 감소하는 수익의 일부 증거가 있었다. 이러한 결과는 근비대를 추구하는 대부분의 개인에게 근육 군당 주 12~20세트를 실용적인 목표로 지지하며, 정체기를 극복하기 위한 1차 전략으로 점진적 볼륨 부하를 권장한다 [1].

서론

점진적 과부하(progressive overload)의 원칙(근골격계에 가해지는 요구를 체계적으로 증가시켜 적응 반응을 지속적으로 유도하는 것)은 근력 및 근비대 발달을 위한 효과적인 저항 훈련의 초석으로 보편적으로 인정받고 있다. 점진적 과부하는 다양한 훈련 변인(부하, 반복 수, 세트, 빈도, 운동 선택, 휴식 시간)의 조작을 통해 달성할 수 있지만, 훈련 볼륨의 점진적 추가(주당 근육 군당 세트 수)는 근비대 중심 프로그램에서 장기 진행을 위한 주요 실용적 전략 중 하나로 부상하였다 [1].

볼륨-근비대 용량-반응 관계에 대한 생물학적 근거는 잘 확립되어 있다. 근육 실패 또는 그에 근접하여 수행된 각 저항 운동 세트는 역학적 장력, 대사 스트레스, 근육 손상에 의해 구동되는 이산적인 근단백질 합성(MPS) 상승 에피소드를 생성한다. 이러한 MPS 에피소드가 누적적이라면(즉, 더 많은 세트를 수행하는 것이 비례적으로 더 많은 총 MPS를 생성한다면)더 높은 훈련 볼륨이 적어도 누적 피로가 유기체의 회복 및 적응 능력을 초과하는 지점까지는 더 큰 근비대를 생성해야 한다. 핵심 질문은 더 많은 세트가 더 많은 근육을 만드는지가 아니라, 감소하는 수익이 시작되는 지점과 볼륨이 역생산적이 되는 지점이다 [2].

2010년대 Schoenfeld 등의 여러 획기적인 연구들은 더 높은 훈련 볼륨(주당 근육 군당 10세트 이상)이 더 낮은 볼륨(주당 5세트)보다 더 큰 근비대를 유발함을 확립하여, 볼륨 최적화에 상당한 관심을 불러일으켰다. 후속 연구는 더 높은 볼륨을 탐구하려 하였으며, 일부 연구는 주당 20세트 이상에서 지속적인 이점을 보고하고 다른 연구는 그러한 높은 볼륨에서 수행 저하 또는 무효 결과를 발견하였다. 이 문헌을 복잡하게 만드는 것은 훈련 경력, 회복 능력, 영양 상태, 수면 질, 스트레스 수준, 유전에 의해 영향받는 볼륨 내성의 상당한 개인 간 변동성이다 [3].

더욱이, 매우 고볼륨 프로토콜의 실험적 설정에서의 생태학적 타당성은 의문시되는데, 연구의 고도로 통제된 조건이 그러한 볼륨을 장기간 지속하려는 실제 훈련자들이 경험하는 누적 피로와 생활 방식 요구를 반영하지 않을 수 있기 때문이다. 본 업데이트된 메타분석은 볼륨-근비대 용량-반응 관계에 대한 포괄적이고 최신의 종합을 제공하고 최선의 가용 증거에 근거한 실용적 볼륨 권고 사항을 제시하기 위해 설계되었다.

연구 방법

문헌 검색

PubMed/MEDLINE, EMBASE, CINAHL, SPORTDiscus에서 창간 시점부터 검색 날짜까지 체계적 검색을 수행하였으며, 관련 논문의 전방향 및 역방향 인용 검색으로 보완하였다. 검색 용어는 "resistance training(저항 훈련)", "strength training(근력 훈련)", "training volume(훈련 볼륨)", "sets(세트)", "hypertrophy(근비대)", "muscle growth(근육 성장)", "cross-sectional area(횡단면적)", "muscle thickness(근육 두께)", "lean body mass(제지방 체중)", "dose-response(용량-반응)"를 조합하였다. 검색은 동료 심사 저널의 영어 출판물로 제한하였다.

적격 기준

연구는 다음 조건을 모두 충족하는 경우 포함하였다: (a) 인간 참가자를 포함하는 대조 실험 설계(무작위대조시험 또는 대조 시험)일 것; (b) 비교 가능한 부하(%1RM), 빈도, 운동 선택을 유지하면서 주간 훈련 볼륨(주당 근육 군당 세트 수)이 다른 최소 두 개의 조건을 포함할 것; (c) 기저치와 중재 후 모두에서 근비대의 형태학적 결과(영상에 의한 근육 CSA, 초음파에 의한 근육 두께, MRI에 의한 근육 부피, DXA에 의한 제지방 체중)를 평가할 것; (d) 주당 근육 군당 세트로 추출하기에 충분한 훈련 볼륨을 명시할 것; (e) 최소 6주의 훈련 기간을 가질 것. 볼륨 매칭 없이 다른 운동 방식을 비교하거나, 볼륨 차이가 강도 또는 빈도 차이와 혼재된 연구는 제외하였다.

볼륨 분류

1차 분석을 위해 주당 근육 군당 세트를 네 가지 티어로 분류하였다: (1) 낮음: <8세트/주; (2) 중간-낮음: 8~12세트/주; (3) 중간-높음: 13~20세트/주; (4) 높음: >20세트/주. 연구가 근육 군 특이적 볼륨이 아닌 전신 볼륨을 보고한 경우, 표준화된 배분 절차를 적용하여 근육 군당 볼륨을 추정하였다.

통계적 접근법

각 쌍별 볼륨 비교에 대해 Hedges' g 효과 크기를 계산하고 무선효과 모형을 이용하여 통합하였다. 메타회귀는 연속적 주간 세트 볼륨과 효과 크기 간의 선형 관계를 평가하였다. 비선형성(즉, 높은 볼륨에서의 고원 또는 감소) 검증을 위해 이차 항을 포함하였다. 이질성, 비뚤림 위험, 민감도 분석은 이전에 개술된 절차를 따랐다 [4].

결과

연구 선정 및 특성

체계적 검색을 통해 5,419건의 문헌이 확인되었다. 중복 제거 및 선별 후 34개 연구가 모든 포함 기준을 충족하여 정량적 종합에 포함되었다. 이 연구들은 1,012명의 참가자(평균 연령 24.8세; 72% 남성; 약 65% 미훈련 또는 초보 훈련자)를 등록하였다. 검토된 주간 볼륨은 근육 군당 1~32세트, 훈련 기간은 6~24주였다 [1].

전체 볼륨-근비대 용량-반응

모든 포함된 연구에 걸친 메타회귀는 주간 세트 볼륨과 근비대 효과 크기 간의 통계적으로 유의한 양적 선형 관계를 보였다(β = 0.031 세트/주당, 95% CI: 0.018–0.044, p < 0.001). 이차 항도 유의하였으며(β_이차 = −0.0009, p = 0.03), 높은 볼륨에서 감쇠의 증거를 가진 비선형 관계를 나타냈다.

볼륨 티어별 하위집단 분석

저볼륨 (<8세트/주): 비훈련 대조군에 비해 작지만 유의한 근비대 효과를 보였다(Hedges' g = 0.28, 95% CI: 0.14–0.42).

중간-낮은 볼륨 (8~12세트/주): 중간의 근비대 효과를 보였으며(g = 0.47, 95% CI: 0.33–0.61), 저볼륨에 비해 유의하게 우월하였다(p = 0.02).

중간-높은 볼륨 (13~20세트/주): 가장 큰 통합 효과 크기를 보였으며(g = 0.62, 95% CI: 0.47–0.77), 두 낮은 볼륨 티어 모두에 비해 유의하게 우월하였다(두 비교 모두 p < 0.05) [2].

높은 볼륨 (>20세트/주): 통합 효과 크기 g = 0.61(95% CI: 0.41–0.81)을 보였으며, 중간-높은 티어와 유의하게 다르지 않았다(p = 0.87). 주목할 만하게, 이 티어에서 이질성이 가장 높았으며(I² = 58%), 매우 높은 볼륨에 대한 반응에서 상당한 개인 변동성을 시사하였다. 이 티어의 일부 연구는 하위집단 분석에서 근육 피로 지표와 함께 정체되거나 감소하는 수행 지표로 과훈련의 징후를 보고하였다 [3].

조절 변인 분석

훈련 상태가 볼륨-근비대 관계를 조절하였다(p = 0.02): 미훈련 개인은 더 낮은 볼륨에서 더 큰 이득을 보였으며(최적은 8~12세트/주 근처로 보임), 훈련된 개인은 반응이 고원에 이르기 전 약 16~20세트/주까지 지속적인 이점을 보였다.

고찰 및 결론

볼륨-근비대 관계의 확인 및 정제

본 메타분석은 훈련 볼륨이 골격근 비대의 유의한 동인임을 확인하고, 이전보다 더 정밀하게 용량-반응 관계를 규명한다. 결국 감쇠하는 유의한 양적 선형 관계의 결과(이차 항)는 회복 능력에 의해 결정되는 한계까지 자극이 증가함에 따라 적응이 점진적으로 증폭되는 생물학적 용량-반응 모델과 일치한다 [1]. 데이터는 이 한계가 주당 근육 군당 약 20세트 근처에서 대략 나타남을 시사하지만, 이 임계값 주변에 상당한 개인 변동성이 존재한다.

20세트 이상에서 관찰된 고원이 추가 볼륨이 결코 유익하지 않음을 의미하지는 않는다, 높은 회복 능력, 볼륨 내성에 대한 유전적 소인, 최적의 영양 및 생활 방식 지원을 가진 고급 운동선수에게는 이 임계값 이상의 효과적인 볼륨이 존재할 수 있다. 그러나 일반 저항 훈련 인구에게, 주당 근육 군당 20세트를 초과하는 주간 볼륨은 비례적인 추가 근비대 수익을 생성하지 않을 가능성이 높으며, 역생산적인 피로를 도입할 수 있다 [2].

실용적 볼륨 권고 사항

통합 증거를 토대로, 근비대 중심 훈련을 위한 다음의 볼륨 권고 사항을 도출할 수 있다:

• 초보자 (훈련 경력 0~1년): 주당 근육 군당 8~12세트가 효과적인 시작 볼륨을 나타낸다. 자극-반응 비율은 미훈련 개인에서 이 볼륨에서 유리하며, 더 높은 볼륨은 비례적인 이점 없이 불필요한 지연성 근육통과 손상 위험을 도입한다.

• 중급 훈련자 (경력 1~3년): 주당 근육 군당 12~20세트로, 훈련 연령과 회복 능력이 발전함에 따라 이 범위 내에서 점진적으로 증가.

• 고급 훈련자 (체계적 훈련 >3년): 주당 근육 군당 16~22세트로, 전신 회복을 촉진하고 과훈련을 방지하기 위한 주기적 감부하(deload) 국면(최대 볼륨의 30~50%로 1~2주 감소).

노력과 실패 근접성의 역할

이 볼륨 권고 사항은 세트가 충분한 노력으로 수행된다고 가정한다는 중요한 전제가 있다, 일반적으로 의지적 근육 실패에서 0~4회 반복 이내. 실패에서 멀리 수행된 세트는 세트당 실질적으로 더 적은 근비대 자극을 생성하여, 주어진 적응을 유발하기 위해 필요한 효과적인 볼륨이 노력 수준이 감소할수록 증가함을 의미한다 [3]. 따라서 전문가들은 훈련 볼륨의 양(세트 수)과 질(실패 근접성, 부하, 기법)을 동시에 평가해야 한다.

점진적 볼륨 부하

최적 볼륨 범위가 훈련 경력에 따라 상향 이동한다는 관찰은 훈련 경력에 걸쳐 점진적 볼륨 부하 모델을 지지한다. 효과적인 볼륨 범위의 하한에서 시작하여 볼륨을 점진적으로 증가시키는 것(메조사이클(mesocycle)당 근육 군당 1~2세트 추가)은 증거와 일치하며, 조기 고볼륨 과부하 없이 장기 근비대 진행을 위한 체계화된 틀을 제공한다 [4].